Question

【題目】醋酸和一水合氨是中學化學中常見的弱電解質。

(1)常溫下，某研究性學習小組設計了如下方案證明醋酸為弱電解質，你認為方案可行的是_______(填序號)

①配制一定量的0.10 mol/L CH3COOH溶液，然后測溶液的pH，若pH大于1，則證明醋酸為弱電解質。

②用醋酸溶液和鹽酸做導電性實驗，若醋酸溶液導電性弱，則證明醋酸為弱電解質。

③將pH=2的CH3COOH溶液加水稀釋100倍后，若pH>4，則證明醋酸為弱電解質。

④配制一定量的CH3COONa溶液，測其pH，若pH大于7，則證明醋酸為弱電解質。

(2)若25℃時，0.10 mol/L的CH3COOH的電離度為1%，則該溶液的pH=________，由醋酸電離出的c(H+)約為水電離出的c(H+)的_________倍。

(3)已知在25℃時，醋酸的電離平衡常數為Ka=1.8×10-5。常溫下，0.1mol/LNaOH溶液V1 mL和0.2mol/LCH3COOH溶液V2 mL混合后(忽略混合前后溶液體積的變化)溶液的pH=7。

①反應后溶液中離子濃度的大小關系為_________________________________________________。

②V1：V2 __________(填“>”、“<”或“＝”)2:1

③c(CH3COO-)：c(CH3COOH)=__________________。

(4)常溫下，可用氨水吸收廢氣中的CO2得到NH4HCO3溶液，在該溶液中，c(NH4+)_______(填“>”、“<”或“＝”)c(HCO3-)；反應NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常數K＝_________。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數Kb＝2×10－5，H2CO3的電離平衡常數Ka1＝4×10－7，Ka2＝4×10－11)

Answer 1

【答案】①④ 3 108 c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(H+)=c(OH-) < 180 > 1/800或1.25×10-3

【解析】

(1)把醋酸先看成強酸進行分析，然后根據實驗結果判斷實驗方案的可行性；

(2)根據電離的三段式進行計算；

(3)①根據電荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)進行分析判斷；

②若V1：V2=2:1，則酸堿恰好完全反應生成醋酸鈉，溶液顯堿性，反應后溶液顯中性，所以CH3COOH就得稍過量一些；

③中性溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，根據醋酸的電離平衡常數為Ka=c(CH3COO-)×c(H+)/c(CH3COOH)即可求解；

(4)一水合氨的電離程度大于碳酸的一級電離程度，則碳酸氫根離子的水解程度大于銨根離子的水解程度；反應NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常數K＝c(NH3·H2O)c(H2CO3)/c(NH4+)c(HCO3-)=KW/(Kb×Ka1)進行求解。

(1)①0.10 mol/L CH3COOH溶液，醋酸是一元酸，如果醋酸是強電解質，溶液的pH是1，如果大于1，則證明醋酸是弱電解質，故正確；

②因兩種溶液的濃度未知，無法證明醋酸是否完全電離，所以不能證明電解質的強弱，故錯誤；

③將pH=2的CH3COOH溶液加水稀釋100倍后，兩者pH的相差小于2個單位，即pH<4，則證明醋酸為弱電解質，故錯誤；

④如果醋酸是強電解質，則CH3COONa是強酸強堿鹽，其水溶液呈中性，若常溫下醋酸鈉溶液pH>7，則可證明醋酸是弱電解質，故正確。

綜上所述，本題選①④。

(2)若25℃時，0.10 mol/L的CH3COOH的電離度為1%，溶液中氫離子濃度為0.10×1%=1×10-3mol/L，則該溶液的pH=3；醋酸溶液中的氫氧根離子濃度=10-11mol/L，醋酸溶液中的氫氧根離子濃度等于水電離出的c(H+)，所以由醋酸電離出的c(H+)約為水電離出的c(H+)之比為：10-3：10-11=108:1；

綜上所述，本題答案是：3 ；108 。

(3)①反應后溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根據電荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)，所以c(Na+)=c(CH3COO-)；各離子濃度大小關系為：c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(H+)=c(OH-) ；綜上所述，本題答案是：c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(H+)=c(OH-) 。

②若V1：V2=2:1，則酸堿恰好完全反應生成醋酸鈉，溶液顯堿性，反應后溶液顯中性，所以CH3COOH就得稍過量一些，因此V1：V2 <2:1；綜上所述，本題答案是：<。

③中性溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，根據醋酸的電離平衡常數為Ka=1.8×10-5，即 Ka=c(CH3COO-)×c(H+)/c(CH3COOH)=1.8×10-5 ，所以c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=1.8×10-5/ c(H+)=1.8×10-5/10-7=180；綜上所述，本題答案是：180。

(4)一水合氨的電離程度大于碳酸的一級電離程度，則碳酸氫根離子的水解程度大于銨根離子的水解程度，則c(NH4+)>c(HCO3-)；反應NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常數K＝c(NH3·H2O)c(H2CO3)/c(NH4+)c(HCO3-)=KW/(Kb×Ka1)=10-14/(2×10－5×4×10－7)= 1/800或1.25×10-3；綜上所述，本題答案是：>；1/800或1.25×10-3。